一种空间失重状态模拟用高精度气浮桁架的制作方法

2021-02-13 15:02:35|

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[0001]
本实用新型涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种空间失重状态模拟用高精度气浮桁架。

背景技术：

[0002]
载人航天环境模拟技术是航天工程学的重要分支，而模拟失重环境技术更是模拟技术的关键技术之一，不仅需要完全模拟失重环境，还要能够实时精确定位到某一位置。
[0003]
目前采用精密二维转台+重力卸载桁架协同运动的方式来实现失重环境的模拟，但一般桁架存在定位精度和重复定位精度低的缺陷，从而导致不能充分实现转台在失重状态下运动状态的模拟。

技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种空间失重状态模拟用高精度气浮桁架，它采用全新的结构设计，能够解决目前桁架位移的定位精度和重复定位精度低等问题，可以实现空间失重状态下的精准模拟，通过采用气浮原理，替代原有的机械传动方式，能够满足高精度的位移要求，在使用过程中的运行稳定性更可靠，整体使用过程中的安全性好，并且具有更强的耐用性，通过磁栅尺的安装，可实时测量出绝对位移，本气浮桁架在使用时的定位精度和重复定位精度更高，使模拟失重环境的实时定位更接近理论值，确保后期实际应用中的整体安全性更可靠。
[0005]
本实用新型的技术方案如下：
[0006]
一种空间失重状态模拟用高精度气浮桁架，其特征在于：包括由金属材料制成的第一主体支撑固定连接架，所述第一主体支撑固定连接架的左侧位于前后方向中间位置处设有一个直接固定在墙壁上的第一主体安装锁紧固定连接座，所述第一主体支撑固定连接架的前后两侧分别连接有一组对称分布的y轴控制安全连接组件，前后两个所述y轴控制安全连接组件的上端设有左右分布的两个长方形x轴控制安全活动组件，前后两个所述y轴控制安全连接组件的右侧位置通过一个第二主体支撑稳定连接架连接在一起，所述y轴控制安全连接组件的左侧位置设有直接固定安装在墙壁上的第二主体安装锁紧固定连接座，所述x轴控制安全活动组件包括左右组合在一起的x轴铸铁支撑稳定框架，所述x轴铸铁支撑稳定框架的上端设有x轴花岗岩导轨主体，所述x轴花岗岩导轨主体上装配有一个可以进行长度方向滑动的x轴主体滑动结构组件，所述x轴主体滑动结构组件的正面位置设有直线电机动子结构，所述x轴花岗岩导轨主体的正面位置设有直线电机定子结构，所述x轴铸铁支撑稳定框架的左右两侧的前后两端分别设有x轴滑动机械限位座，所述y轴控制安全连接组件包括y轴铸铁支撑框架，所述y轴铸铁支撑框架的上端设有y轴花岗岩导轨，所述y轴花岗岩导轨左右方向的长度与所述y轴铸铁支撑框架左右方向的长度相同，所述y轴花岗岩导轨的上端设有两个左右分布的y轴滑块结构组件，所述y轴滑块结构组件与所述x轴控制安全活动组件装配连接在一起，所述y轴滑块结构组件的滑动能够带动所述x轴控制安全活动组
件进行滑动，所述y轴滑块结构组件上也设有直线电机动子结构，所述y轴花岗岩导轨上也设有直线电机定子结构，所述y轴铸铁支撑框架的左侧为所述第二主体安装锁紧固定连接座，所述y轴铸铁支撑框架左右两侧的前后方向分别设有一个y轴滑块机械限位座，所述y轴铸铁支撑框架以左右方向拼接的方式组合在一起，相邻所述y轴铸铁支撑框架之间连接位置的底部通过组合拼接紧固组件组合在一起，所述y轴滑块结构组件和所述x轴主体滑动结构组件的尺寸和规格完全相同，所述x轴主体滑动结构组件包括滑块主体支撑框架，所述滑块主体支撑框架的正面左右两侧分别设有一个读数模块安装组件，所述读数模块安装组件与读数模块安装在一起，所述滑块主体支撑框架的内部左侧位置设有一个磁栅尺定位结构，所述滑块主体支撑框架的内部上下左右方向上分别设有两组气浮主体配合连接稳定块，所述滑块主体支撑框架的外侧与每个所述气浮主体配合连接稳定块对应的位置分别设有两个气足结构组件，通过所述气足结构组件可以实现对所述气浮主体配合连接稳定块位置的精准配合调节。
[0007]
进一步的，所述x轴花岗岩导轨主体左右方向的长度与所述x轴铸铁支撑稳定框架左右方向的长度完全相同。
[0008]
进一步的，所述x轴滑动机械限位座以可拆卸的方式与所述x轴铸铁支撑稳定框架连接在一起，所述y轴滑块机械限位座以可拆卸的方式与所述y轴铸铁支撑框架连接在一起。
[0009]
进一步的，所述y轴铸铁支撑框架左侧上下方向的高度大于右侧上下方向的高度。
[0010]
进一步的，所述滑块主体支撑框架的下端设有装配连接组合开口结构。
[0011]
进一步的，所述y轴铸铁支撑框架的左侧下端设有墙壁安装加固支撑连接架。
[0012]
本实用新型的有益效果：
[0013]
本实用新型采用全新的结构设计，能够解决目前桁架位移的定位精度和重复定位精度低等问题，可以实现空间失重状态下的精准模拟，通过采用气浮原理，替代原有的机械传动方式，能够满足高精度的位移要求，在使用过程中的运行稳定性更可靠，整体使用过程中的安全性好，并且具有更强的耐用性，通过磁栅尺的安装，可实时测量出绝对位移，本气浮桁架在使用时的定位精度和重复定位精度更高，使模拟失重环境的实时定位更接近理论值，确保后期实际应用中的整体安全性更可靠。
附图说明
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图1为本实用新型的立体结构示意图；
[0015]
图2为本实用新型的正面示意图；
[0016]
图3为本实用新型的左侧示意图；
[0017]
图4为本实用新型的右侧示意图；
[0018]
图5为本实用新型的俯视示意图；
[0019]
图6为本实用新型x轴控制安全活动组件的立体结构示意图；
[0020]
图7为本实用新型x轴控制安全活动组件的正面示意图；
[0021]
图8为本实用新型x轴控制安全活动组件的左侧示意图；
[0022]
图9为本实用新型x轴控制安全活动组件的右侧示意图；
[0023]
图10为本实用新型x轴控制安全活动组件的俯视示意图；
[0024]
图11为本实用新型x轴控制安全活动组件的仰视示意图；
[0025]
图12为本实用新型y轴控制安全连接组件的立体结构示意图；
[0026]
图13为本实用新型y轴控制安全连接组件的正面示意图；
[0027]
图14为本实用新型y轴控制安全连接组件的左侧示意图；
[0028]
图15为本实用新型y轴控制安全连接组件的右侧示意图；
[0029]
图16为本实用新型y轴控制安全连接组件的俯视示意图；
[0030]
图17为本实用新型y轴控制安全连接组件的仰视示意图；
[0031]
图18为本实用新型x轴主体滑动结构组件的立体结构示意图；
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图19为本实用新型x轴主体滑动结构组件的正面示意图；
[0033]
图20为本实用新型x轴主体滑动结构组件的左侧示意图；
[0034]
图21为本实用新型x轴主体滑动结构组件的右侧示意图；
[0035]
图22为本实用新型x轴主体滑动结构组件的俯视示意图；
[0036]
图23为本实用新型x轴主体滑动结构组件的仰视示意图；
[0037]
图24为本实用新型x轴主体滑动结构组件第二方向的立体结构示意图；
[0038]
图中：1、第一主体支撑固定连接架，2、第一主体安装锁紧固定连接座，3、y轴控制安全连接组件，4、x轴控制安全活动组件，5、第二主体支撑稳定连接架，6、第二主体安装锁紧固定连接座，7、x轴铸铁支撑稳定框架，8、x轴花岗岩导轨主体，9、x轴主体滑动结构组件，10、直线电机动子结构，11、直线电机定子结构，12、x轴滑动机械限位座，13、y轴铸铁支撑框架，14、y轴花岗岩导轨，15、y轴滑块结构组件，16、y轴滑块机械限位座，17、组合拼接紧固组件，18、滑块主体支撑框架，19、读数模块安装组件，20、磁栅尺定位结构，21、气足结构组件，22、气浮主体配合连接稳定块。
具体实施方式
[0039]
如图1至图24所示，一种空间失重状态模拟用高精度气浮桁架，它采用全新的结构设计，能够解决目前桁架位移的定位精度和重复定位精度低等问题，可以实现空间失重状态下的精准模拟，通过采用气浮原理，替代原有的机械传动方式，能够满足高精度的位移要求，在使用过程中的运行稳定性更可靠，整体使用过程中的安全性好，并且具有更强的耐用性，通过磁栅尺的安装，可实时测量出绝对位移，本气浮桁架在使用时的定位精度和重复定位精度更高，使模拟失重环境的实时定位更接近理论值，确保后期实际应用中的整体安全性更可靠。它包括由金属材料制成的第一主体支撑固定连接架1，所述第一主体支撑固定连接架1的左侧位于前后方向中间位置处设有一个直接固定在墙壁上的第一主体安装锁紧固定连接座2，所述第一主体支撑固定连接架1的前后两侧分别连接有一组对称分布的y轴控制安全连接组件3，前后两个所述y轴控制安全连接组件3的上端设有左右分布的两个长方形x轴控制安全活动组件4，前后两个所述y轴控制安全连接组件3的右侧位置通过一个第二主体支撑稳定连接架5连接在一起，所述y轴控制安全连接组件3的左侧位置设有直接固定安装在墙壁上的第二主体安装锁紧固定连接座6，所述x轴控制安全活动组件4包括左右组合在一起的x轴铸铁支撑稳定框架7，所述x轴铸铁支撑稳定框架7的上端设有x轴花岗岩导轨主体8，所述x轴花岗岩导轨主体8上装配有一个可以进行长度方向滑动的x轴主体滑动结构组件9，所述x轴主体滑动结构组件9的正面位置设有直线电机动子结构10，所述x轴花岗
岩导轨主体8的正面位置设有直线电机定子结构11，所述x轴铸铁支撑稳定框架7的左右两侧的前后两端分别设有x轴滑动机械限位座12，所述y轴控制安全连接组件3包括y轴铸铁支撑框架13，所述y轴铸铁支撑框架13的上端设有y轴花岗岩导轨14，所述y轴花岗岩导轨14左右方向的长度与所述y轴铸铁支撑框架13左右方向的长度相同，所述y轴花岗岩导轨14的上端设有两个左右分布的y轴滑块结构组件15，所述y轴滑块结构组件15与所述x轴控制安全活动组件4装配连接在一起，所述y轴滑块结构组件15的滑动能够带动所述x轴控制安全活动组件4进行滑动，所述y轴滑块结构组件15上也设有直线电机动子结构10，所述y轴花岗岩导轨14上也设有直线电机定子结构11，所述y轴铸铁支撑框架13的左侧为所述第二主体安装锁紧固定连接座6，所述y轴铸铁支撑框架13左右两侧的前后方向分别设有一个y轴滑块机械限位座16，所述y轴铸铁支撑框架13以左右方向拼接的方式组合在一起，相邻所述y轴铸铁支撑框架13之间连接位置的底部通过组合拼接紧固组件17组合在一起，所述y轴滑块结构组件15和所述x轴主体滑动结构组件9的尺寸和规格完全相同，所述x轴主体滑动结构组件9包括滑块主体支撑框架18，所述滑块主体支撑框架18的正面左右两侧分别设有一个读数模块安装组件19，所述读数模块安装组件19与读数模块安装在一起，所述滑块主体支撑框架18的内部左侧位置设有一个磁栅尺定位结构20，所述滑块主体支撑框架18的内部上下左右方向上分别设有两组气浮主体配合连接稳定块22，所述滑块主体支撑框架18的外侧与每个所述气浮主体配合连接稳定块22对应的位置分别设有两个气足结构组件21，通过所述气足结构组件21可以实现对所述气浮主体配合连接稳定块22位置的精准配合调节。滑块通过气浮的原理来实现无阻力的运行，并搭配磁栅尺来进行绝对位移的定位，气足顶着气浮块，可通过调节气足上的顶丝，来保证气浮块与花岗岩导轨之间的间隙，直线电机动子装配于滑块上，保证了运行的精度。在使用时本设备的简单工艺流程为：
[0040]
1)、设备吊于9m高空中，一端固定于墙壁，并采用斜拉索的形式，吊起整个设备；
[0041]
2)、转台在下方与气浮桁架的x轴滑块下方的专用工装连接；
[0042]
3)、x轴滑块通过直线电机动子实现x轴的移动；
[0043]
4)、y轴滑块通过直线电机动子运动，并带动x轴组件的运动，从而通过运动控制，实现x轴与y轴之间的联动；
[0044]
转台进行自身的转动与气浮桁架实现运动上的协同运动，实现空间失重状态下的模拟；
[0045]
作为优选，所述x轴花岗岩导轨主体8左右方向的长度与所述x轴铸铁支撑稳定框架7左右方向的长度完全相同，保障它们之间的配合连接时的精度更容易进行控制，保障连接位置的精度能够进一步提高。
[0046]
作为优选，所述x轴滑动机械限位座12以可拆卸的方式与所述x轴铸铁支撑稳定框架7连接在一起，所述y轴滑块机械限位座16以可拆卸的方式与所述y轴铸铁支撑框架13连接在一起，使此位置在后期使用过程中经过长期使用后可以对限位结构进行更便捷的更换。
[0047]
作为优选，所述y轴铸铁支撑框架13左侧上下方向的高度大于右侧上下方向的高度，使左侧位置的结构强度更好，能够保障在使用过程中与墙壁连接位置的使用安全性更高。
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作为优选，所述滑块主体支撑框架18的下端设有装配连接组合开口结构，使整体
在进行配合连接时的操作更方便，在安装时具有指导安装方向的作用，方便安装时的装配操作。
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作为优选，所述y轴铸铁支撑框架13的左侧下端设有墙壁安装加固支撑连接架，使左侧位置与墙壁连接位置的配合强度更好，在使用过程中的整体安全性能够进一步提高。
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以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本实用新型的保护范围。

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